1. Van giảm áp là gì?

Van giảm áp (tên tiếng Anh là Pressure Reducing Valve – PRV) là một thành phần của hệ thống van công nghiệp.

Thông thường đầu ra của hệ thống có áp suất rất cao. Để chất lưu có thể thuận tiện truyền đến các thiết bị và ứng dụng khác nhau, ta phải làm cho áp suất tại vị trí đó nhỏ hơn áp suất ban đầu.

Để thực hiện được điều này, chúng ta sử dụng van giảm áp để điều chỉnh và duy trì áp suất đầu ra ở mức ổn định,  thấp hơn so với áp suất đầu vào, van tạo ra một áp suất định mức. Khi đi qua van, áp suất của lưu chất sẽ bị biến đổi về áp suất định mức này, tùy theo con số mà người vận hành điều chỉnh.

Sản phẩm này không chỉ giúp bảo vệ thiết bị, hệ thống mà còn tối ưu hóa hiệu quả vận hành, đảm bảo sự an toàn và tiết kiệm năng lượng.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van giảm áp

Van giảm áp thường bao gồm hai loại là van giảm áp trực tiếp và van giảm áp gián tiếp.

2.1 Van giảm áp trực tiếp

Phù hợp cho các hệ thống nhỏ hoặc áp suất không quá cao.

Cấu tạo:

• Thân van (Body): Thường được chế tạo từ đồng, gang, thép, thép không gỉ,… (tùy vào đặc tính môi chất và yêu cầu của khách hàng), thân van bảo vệ và liên kết các bộ phận khác của van.
• Màng van (Diaphragm): Là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với môi chất, nên thường được chế tạo từ những kim loại có khả năng chịu ăn mòn, chịu nhiệt độ & áp suất tốt, có độ cứng cao.Màng van có chứng năng chính là cùng với lò xo tạo lực cản nơi dòng nước chảy qua, từ đó giảm áp suất xuống mức mong muốn trước khi đi qua đầu ra của van.
• Lò xo đàn hồi (Spring A&B): Quyết định trực tiếp tới việc điều chỉnh áp suất nên thường được chế tạo bằng những hợp kim có độ cứng, độ bền cao, tạo ra lực đàn hồi tốt cho phép điều chỉnh giá trị áp suất đầu ra tới mức mong muốn một cách chính xác nhất.
• Vít điều chỉnh (Pressure Adjusting): Thường nằm ở trên đỉnh của van, liên kết trực tiếp với lò xo đàn hồi và là bộ phận điều chỉnh lực căng của lò xo, từ đó cho phép điều chỉnh áp suất đầu ra đến giá trị mong muốn một cách chính xác nhất.

Nguyên lý hoạt động

Dòng lưu chất đi vào van sẽ tác động lên một diện tích nhỏ của màng van, khiến van bắt đầu mở ra.

Van hoạt động dựa trên hệ thống cân bằng lực, có nghĩa là van sẽ cân bằng hai lực đối kháng để quyết định mở hay đóng:

• Áp lực lưu chất đẩy lên màng van (diaphragm) của van lớn, van sẽ mở ra
• Lò xo điều chỉnh cung cấp lực đối kháng, giúp kiểm soát vị trí mở/đóng của van.
• Lò xo và màng van bên trong gây ra lực cản và do đó, giảm áp suất xuống mức mong muốn trước khi qua đầu ra của van.
• Điểm mà van đóng hoàn toàn khi không có dòng chảy gọi là set point. Điểm này có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi cường độ căng của lò xo thông qua vít điều chỉnh:
  – Căng lò xo nhiều hơn sẽ khiến van mở dễ dàng hơn, tăng set point (tức là áp suất đầu ra van lớn hơn)
  – Căng lò xo ít hơn sẽ làm van khó mở hơn, giảm set point (tức là áp suất đầu ra van thấp hơn).
• Chu trình cứ thế lặp đi lặp lại cho chúng ta một áp suất đầu ra của van luôn ổn định nhất.

2.2 Van giảm áp gián tiếp

Dùng trong các hệ thống lớn, áp suất cao và yêu cầu điều chỉnh chính xác

Cấu tạo:
Tương tự như van giảm áp trực tiếp nhưng có thêm van phụ (pilot valve) để kiểm soát áp suất. 

Và hệ thống điều khiển áp suất gián tiếp.

Nguyên lý hoạt động:

Áp lực nước tác động lên van điều khiển phụ (pilot valve), van phụ nhận tín hiệu và điều khiển van chính.

Khi áp suất vượt quá mức cài đặt, pilot valve sẽ mở và điều khiển van chính để giảm áp suất trong hệ thống.

3. Các loại van giảm áp thông dụng:

Ngoài van giảm áp trực tiếp và gián tiếp ở trên, chúng ta còn có thể phân loại van điều áp theo các tiêu chí cơ bản sau:

3.1 Theo môi trường sử dụng.

Van giảm áp nước

Hay còn gọi là van điều áp nước, van giảm áp cấp nước, van giảm áp thủy lực,…

Loại van này được sử dụng phổ biến trong hệ thống đường ống cấp nước dân dụng và công nghiệp. Van điều áp nước thực hiện nhiệm vụ chính là giảm áp lực và giúp ổn định áp lực đầu ra cũng như bảo vệ an toàn cho đường ống cấp nước. 

Van giảm áp nước chia hai loại chính đó là: Giảm áp cơ dạng pilot- trục vít và dạng van giảm áp thủy lực:

Van chỉnh áp nước ổn định áp đầu ra và được điều khiển qua cụm pilot của van. Van sẽ tự động điều tiết áp lực theo mức cài đặt sẵn, lúc này van hoạt động mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài (còn được gọi kiểu cân bằng áp thủy lực).

Van điều áp hơi

Còn được biết với tên gọi van giảm áp hơi nóng, van giảm áp khí nén với cơ chế ổn định áp cho hệ thống hơi nóng và khí nén, van được cấu tạo phù hợp với hệ thống khí nén và chịu được nhiệt độ cao lẫn môi trường làm việc, van chịu được áp lực lớn và nhiệt độ cao lên tới 220 độ C lên tới 450 độ C.

Loại máy giảm áp này được sử dụng nhiều trong các nhà máy hơi, các hệ thống nồi hơi, lò hơi, các hệ thống sấy, hấp trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm.

Loại van này còn được dùng để điều chỉnh hơi nóng đúng với áp lực và nhiệt độ để lưu hóa sản phẩm trong các nhà máy cao su, giúp điều chỉnh và duy trì sự ổn định của áp suất đầu ra theo một định mức có sẵn.

3.2 Theo vật liệu chế tạo

• Van giảm áp gang:
  • Chịu áp suất cao, bền bỉ trong hệ thống cấp nước, giá thành rẻ nhất
  • Được sơn một lớn Epoxy để chống ăn mòn

• Van giảm áp đồng:
  • Phù hợp cho các hệ thống nhỏ, nhà dân dụng
  • Màu vàng đồng đặc trưng, bắt mắt.

• Van giảm áp inox:
  • Dùng trong môi trường ăn mòn, hóa chất hoặc nhiệt độ cao.
  • Giá thành cao hơn các loại khác.

4 Thông số kỹ thuật của van giảm áp

Thông số	Giá trị
Kích thước (Size)	DN15 – DN500
Áp suất đầu vào	1 – 25 bar
Áp suất đầu ra	0.1 – 16 bar
Nhiệt độ làm việc	-10°C đến 200°C (tùy vật liệu)
Vật liệu thân van	Gang, đồng, inox, thép
Kiểu kết nối	Nối ren, mặt bích
Môi trường sử dụng	Nước, hơi, khí nén, hóa chất

5 Ưu điểm và nhược điểm của van giảm áp

5.1. Ưu điểm

• Độ chính xác cao: Giữ áp suất đầu ra ổn định, không bị ảnh hưởng bởi biến động áp suất đầu vào.
• Tăng tuổi thọ thiết bị: Bảo vệ hệ thống khỏi áp suất quá cao, giảm nguy cơ hỏng hóc.
• Dễ vận hành: Có thể điều chỉnh áp suất dễ dàng bằng ốc điều chỉnh.
• Độ bền cao: Chế tạo từ vật liệu chịu lực, chịu nhiệt tốt.
• Đa dạng ứng dụng: Phù hợp với nhiều hệ thống và môi trường khác nhau.

5.2. Nhược điểm

• Chi phí đầu tư cao hơn: So với các loại van thông thường.
• Yêu cầu bảo trì định kỳ: Để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả lâu dài.

6 Ứng dụng của van giảm áp

Van giảm áp được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và hệ thống dân dụng:

1. Ngành cấp thoát nước:
   • Điều chỉnh áp suất nước trong các hệ thống cung cấp nước đô thị, nhà cao tầng.
2. Ngành công nghiệp hơi:
   • Dùng trong các nhà máy sản xuất, hệ thống nồi hơi để giảm áp suất hơi đến mức an toàn.
3. Hệ thống khí nén:
   • Sử dụng trong nhà máy sản xuất, hệ thống tự động hóa cần điều chỉnh áp suất khí nén.
4. Ngành hóa chất:
   • Ứng dụng trong hệ thống dẫn hóa chất để đảm bảo an toàn và duy trì áp suất ổn định.
5. Ngành thực phẩm và dược phẩm:
   • Đảm bảo áp suất ổn định trong các hệ thống xử lý chất lỏng và khí liên quan đến sản xuất thực phẩm, dược phẩm.

7. Kết luận

Van giảm áp đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và duy trì áp suất ổn định cho hệ thống đường ống. Việc lựa chọn đúng loại van giảm áp dựa trên môi trường làm việc, kích thước và thông số kỹ thuật là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất vận hành và kéo dài tuổi thọ hệ thống. Với ưu điểm vượt trội và ứng dụng đa dạng, van giảm áp là giải pháp không thể thiếu trong các hệ thống công nghiệp và dân dụng hiện đại.